El espectro de frecuencias nacido de la radiación electromagnética que se emite a raíz de la transición de una molécula o átomo a un nivel de menor energía explica aquello que se define como espectro de emisión.
Espectro de emisión es una expresión asociada a compuestos o elementos químicos que se emplea en el ámbito científico para aludir al espectro de frecuencias que surge en materia de emisión de radiación electromagnética al haber en una molécula o un átomo transiciones electrónicas que van desde elevados niveles de energía hasta estados más bajos.
La diferencia de energía que surge de esos dos niveles es igual a la energía fotónica que se emite. Es interesante señalar, en este punto, que para cada átomo existen múltiples transiciones posibles de electrones y cada uno de estos fenómenos presenta una diferencia de energía puntual. Este abanico de transiciones conduce a una amplia variedad de longitud de onda radiada: de aquí surge, entonces, cada espectro de emisión.
Antes de continuar compartiendo datos de interés sobre este tema conviene remarcar que los expertos en física definen como emisión a un proceso de partículas caracterizado por la conversión de un estado mecánico cuántico de energía alta a un nivel menor al emitirse un fotón. El efecto resultante de esto es la generación de luz.
TemasCaracterísticas del espectro de emisión
Para apreciar qué características tienen los espectros de emisión es esencial conocer y dominar varios principios y conceptos. Se requiere saber, en concreto, de qué se trata y en qué consiste la espectroscopía y, en ese marco, disponer de información en relación a los espectros electromagnéticos, la naturaleza de la luz, los mecanismos de emisión molecular y atómica, etc. También es necesario instruirse sobre técnicas espectroscópicas y análisis de líneas espectrales.
Con una base informativa sólida se consigue interpretar sin mayores complicaciones, por ejemplo, que la presencia de determinados colores dentro del espectro de emisión atómica de un cierto elemento da cuenta de la emisión específica de determinadas frecuencias de luz. Existe una fórmula basada en la energía del fotón, la frecuencia y la constante de Planck que permite deducir que un átomo sólo emite fotones con energías particulares. Este lineamiento del espectro de emisión atómica lleva a entender, en concreto, cómo surge la diversidad cromática en un letrero de neón.
Al ser siempre distinto en función del elemento de la tabla periódica analizado, el espectro de emisión es clave para poder estipular cómo se compone un cierto material.
Si se trabaja con hidrógeno, por señalar una posibilidad, puede ocurrir que la muestra evaluada tenga más de un átomo de hidrógeno con diferente estado inicial de energía y capaz de arribar a distintos estados finales de energía. Como consecuencia de estas múltiples combinaciones salen a la luz, de forma simultánea, muchas emisiones con diversa longitud de onda.
Tampoco hay que perder de vista la clasificación que conduce a la distinción entre espectro continuo, espectro de banda, espectro de líneas, espectro de absorción, espectro visible, espectro discontinuo y más.
En varias nebulosas planetarias, las estrellas centrales evidencian espectros de clase O y en un porcentaje de ellas se advierte deficiencia de hidrógeno.
Espectroscopía de emisión
Espectroscopía de emisión es el nombre de una técnica de perfil espectroscópico que hace foco en la longitud de onda de fotones que, en el marco del paso de un estado excitado a otro con menos energía, son emitidos por moléculas o átomos.
Es un procedimiento que fue desarrollado al término del siglo XIX. La energía científica encaminada a fortalecer la explicación teórica sobre el espectro de emisión atómica condujo a aquello que hoy se conoce como mecánica cuántica.
Al profundizar los conocimientos sobre esta técnica frecuentemente mencionada como espectroscopía de emisión óptica salen a la luz categorías como las de espectroscopía de emisión de llama (la cual, a grandes rasgos, puede observarse apelando únicamente a una muestra de sales metálicas y una llama con el objetivo de realizar el ensayo a la llama), espectroscopía de fluorescencia y espectroscopía de absorción, entre otras.
Suma aprender, incluso, que la energía que se presenta en forma de luz procedente de compuestos o elementos calentados por arco eléctrico o en una llama se analiza mediante un espectroscopio. Este es el nombre de un instrumento, también llamado espectrómetro, que conduce a la obtención de un espectro discontinuo al permitir la separación de unidades que constituyen la luz y se caracterizan por poseer distintas longitudes de onda.
Cada uno de los elementos de la tabla periódica tiene un espectro de emisión distinto: por eso a través de él puede determinarse cómo está compuesto un material.
Utilidades del espectro de emisión
El espectro de emisión puede aprovecharse para establecer cuál es la composición de un determinado material. A través de la técnica conocida como espectroscopía astronómica, por indicar un caso a modo de referencia, es posible analizar la luz recibida y a partir de esos resultados identificar cómo están constituidas las estrellas.
Un espectro de emisión de moléculas, en este contexto, es una herramienta valiosa al momento de efectuar un análisis químico de una cierta sustancia. Quienes investigan compuestos orgánicos o llevan a cabo estudios químicos, médicos o de biología molecular, por su parte, encuentran sumamente útil a la espectroscopía de fluorescencia.
El método identificado como espectroscopía de emisión atómica, por agregar otra precisión, posibilita exámenes de muestras biológicas, clínicas y geológicas, entre otras.
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